Практическое занятие

Тема: Разработка технологического процесса зубчатого колеса класса «втулка»

Цель занятия: научиться производить расчеты и составление технологического процесса на обработку зубчатого колеса.

Теоретическая часть

Необходимо произвести технологический анализ детали, материала детали, твердости поверхности. Затем необходимо рассчитать припуски на обработку, выбрать заготовку, произвести размерный анализ технологических цепей размеров. Затем необходимо произвести расчет режимов резания по операциям технологического процесса, затем необходимо назначить нормы времени на каждую операцию. Затем необходимо разработать и вычертить приспособление для одной из операций технологического процесса.

Для выполнения этой работы в определенной последовательности необходимо будет затронуть ряд вопросов:

а) рассмотреть рациональность метода получения заготовки для данного масштаба производства;

б) сопоставить соответствие реальной заготовки чертежу в отношении фактических припусков на обработку и выполнения прочих технических требований;

в) правильность выбора баз на операциях технологического процесса, соблюдение принципа единства технологических баз;

г) правильность установки последовательности операций процесса для достижения заданной точности деталей;

д) степень оснащенности операций; применяемость высокопроизводительного режущего инструмента;

е) произвести выбор, обоснование, конструирование и расчет одного станочного приспособления и т. д.

1. Анализ исходных данных

1. Описание детали

Колесо зубчатое представляет собой деталь среднего сечения из класса втулок, со средними перепадами диаметров до 110 мм. Изготавливается из стали 40Х ГОСТ4543-71 и имеет термообработку HRC32..38, что соответствует закалке и высокому отпуску с охлаждением на воздухе, химический состав стали и макроструктура должны соответствовать ГОСТ 4543-75, ГОСТ1435-74, ГОСТ 1414-75, ГОСТ5949-75, ГОСТ 20072-74.

Таблица 1.1 - Химический состав в % низколегированной углеродистой качественной конструкционной стали марки 40Х ГОСТ 4543-75.

Марка материала	С	Si	Mn	Cr	S	P	Ni
				не более
Ст. 40Х ГОСТ 4543-75	0,36 – 0,44	0,17 –0,37	0,5 – 0,8	0.8 –1.1	0,035	0,035	0,3

Таблица 1.2- Механические свойства стали 40Х.

Твердость поверхности	Предел прочности, МПа	Предел текучести, МПа	Термообработка
НВ 217-552	980	785	Нормализация

Масса детали имеет существенное значение при решении вопросов проектирования технологического процесса т.к. в чертеже масса неуказанна, то рассчитаем ее согласно чертежа по формуле:

, (1.1)

где - плотность материала детали, ;

- диаметр i-ой цилиндрической ступени, м;

- длина i-ой цилиндрической ступени, м;

- длина j-ого паза, м;

- ширина j-ого паза, м;

- ширина j-ого паза, м;

- диаметр k-ого отверстия, м;

- глубина k-ого отверстия, м.

2. Анализ точности детали

Анализ точности детали произведем в виде таблицы 1.3. Обозначения поверхностей смотри на листе 2 графической части проекта.

Таблица 1.1- Анализ точности детали.

Данные о поверхности					Метод обработки поверхности по базовому варианту
Номер поверхности	Наименование, форма	Основной размер	Поле допуска и квалитет	Ra, мкм
1	2	3	4	5	6
1, 12	Торец крайний, плоский, кольцо	L=55 D=273.15	h12 0.00 -0.2	2.5	Точение черновое, чиcтовое,
2,4,10,11, 16,17,18,19	Фаска коническая	1.6x450	h14 -0.25	12.5	Точение чистовое
3	Поверхность зубчатая	m=4	7-с	1.25	Точение черновое, чиcтовое, зубонарезание, шевингование, шлифование
5	Ступень цилиндрическая	D=95	h14 -0.62	12.5	Точение черновое, чиcтовое,
6	Торец плоский, кольцо	L=40 D=273.15 d=95	h14 -0.62	12.5	Точение черновое, чиcтовое,
7,8	Боковая поверхность паза	b=18	Js9 -0.021 +0.021	3.2	Протягивание
9	Дно паза	t=66.4	H10 +0.12	12.5	Протягивание
13,15	Отверстие цилиндрическое	D=20 L=12	H14 +0.21	12.5	Штамповка
14	Отверстие цилиндрическое	D=60 L=55	H7 +0.03	1.25	Штамповка, растачивание, протягивание

Количественная оценка технологичности детали:

Для данной оценки надо рассчитать два коэффициента (показатели по признакам обработки):

- К _{т ч} - коэффициент точности обработки;

- К _ш - коэффициент шероховатости поверхности.

, (1.2)

где Т_i - квалитет (точность);

n _i - число поверхностей детали одинакового квалитета.

, (1.3)

где m _i - число поверхностей детали с одинаковым параметром шероховатости;

R _{a i} - параметр шероховатости поверхности детали.

=0.915

Значение первого коэффициента близко к единице, что свидетельствует о невысокой точности большинства поверхностей детали второй коэффициент показывает что деталь имеет более жесткие требования к шероховатости некоторых поверхности.

1. Определение типа производства

Исходя из массы детали 4,512 кг и годовой программы 25000 шт., принимаем среднесерийное производство (см. таблицу 1.2).

Таблица 1.2- Определение типа производства

Масса	Величина годовой программы, шт.
детали, кг	Единич-ное (до)	Мелкосерий-ное	Средне-серийное	Крупно-серийное	Масссовое (свыше)
до 1,0	10	10...1500	1500...75000	75000...200000	200000
1,0...2,5	10	10...1000	1000...50000	50000...100000	100000
2,5...5,0	10	10...500	500...35000	35000...75000	75000
5,0...10,0	10	10...300	300...25000	25000...50000	50000
10 и более	10	10...200	200...10000	10000...25000	25000

Для среднесерийного производства определяем партию запускаемых деталей по формуле:

, (1.4)

где n _{запуска} - партия запускаемых деталей;

N - годовая программа;

253 - число рабочих дней в году;

q - число дней запаса, в течение которых должны быть заготовлены детали. Эта величина колеблется в пределах 5...8 дней.

n _{запуска} =494 шт., при q =5 дням.

Такт выпуска определим по формуле:

tв = (1.5)

где FД=2030 ч/см - действительный годовой фонд времени работы оборудования;

tв = = 4,87 мин./шт.

1.4 Выбор заготовки и метода ее получения

Стоимость заготовки – отливки:

где k_t – коэффициент точности отливки, k_t=1;

k_c – коэффициент сложности изготовления формы, k_c=2

k_в –коэффициент, зависящий от массы отливки, k_в=2;

k_м –коэффициент, учитывающий марку материала, k_м=1;

k_п –коэффициент, учитывающий годовую программу выпуска, k_п =1;

Принимаем цену стружки 500 руб./тонна, цену отливки 50000 руб./тонна, массу отливки принимаем 7 кг:

руб.

Принимаем цену штамповки 40000 руб./тонна, массу штамповки принимаем 6 кг:

k_t – коэффициент точности штамповки, k_t=1;

k_c – коэффициент сложности изготовления штампа, k_c=1

k_в –коэффициент, зависящий от массы штамповки, k_в=1;

k_м –коэффициент, учитывающий марку материала, k_м=1;

k_п –коэффициент, учитывающий годовую программу выпуска, k_п =1.

руб.

Получение заготовки из штамповки будет дешевле заготовки, полученной отливкой, так как не требует при изготовлении сложной и дорогой технологической оснастки.

Экономическую эффективность использования штампованной заготовки над заготовкой из отливки определим с помощью коэффициента использования и экономии материала в стоимостном выражении.

у штамповочной заготовки больше, чем у заготовки из отливки.

На основании полученных данных для производства принимается заготовка, полученная на ГКМ.